研究目的
研究用于硅光子学的晶格匹配Ga(NAsP)基激光结构在CMOS兼容Si(001)晶圆上的单片集成。
研究成果
研究表明，基于晶格匹配的Ga(NAsP)激光材料在Si(001)衬底上具有单片集成到硅光子学应用中的潜力，从一开始就避免了失配位错和螺位错的形成。该研究突出了这种新材料体系的结构、电学和光电特性及其与标准CMOS生产工艺的集成。
研究不足
该研究聚焦于在硅(001)衬底上集成基于Ga(NAsP)的激光结构，由于异质外延方法中存在穿透位错，实现长寿命激光器件可能面临挑战。
[半导体与半金属] 硅光子学未来方向 第101卷 || 面向硅光子学应用的晶格匹配Ga(NAsP)基激光器结构在CMOS兼容Si(001)晶圆上的单片集成
DOI：10.1016/bs.semsem.2019.07.003
出版年份：2019
更新时间：2025-09-16 10:30:52
摘要：
硅光子学基于数十年来为在硅(001)精确晶向衬底上实现日益复杂的互补金属氧化物半导体(CMOS)集成电路而发展成熟的工艺技术。实现硅光子电路全功能化的关键组件之一是集成激光发射器，本卷《半导体与半金属》中对此亦有例证——书中展示并讨论了在CMOS兼容的硅(001)衬底上实现混合集成与单片集成激光源的各种技术路线的当前进展。这些激光集成方案可分为三大类：(i) 通过激光芯片/晶圆键合实现的混合集成方案（另见本系列第99卷中荒川等人撰写的"硅光子学量子点激光器"章节、孙与Lourdudoss撰写的"III-V族半导体在硅上的外延侧向过生长技术用于光子集成"章节、Volz等人撰写的"在CMOS兼容硅(001)晶圆上实现晶格匹配的Ga(NAsP)基激光器结构单片集成用于硅光子学应用"章节、施与刘撰写的"采用MOCVD技术在硅衬底上生长III-V族半导体及激光器"章节）；(ii) 晶格失配的标准III/V族半导体激光器堆叠的异质外延沉积技术（另见本系列第99卷中Vivien等人撰写的"硅光子学构建?？?#34;章节、松尾撰写的"硅上异质集成III-V族光子器件"章节）；(iii) 本章所述的在CMOS兼容硅(001)衬底上实现Ga(NAsP)基激光器的晶格匹配外延生长技术。
作者：
Kerstin Volz，Peter Ludewig，Wolfgang Stolz
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